(57)【要約】【課題】例えば複数の機構デバイスを積層した回路を形成する場合に、より簡単に機構デバイスを実装することができる実装方法等を得る。【解決手段】少なくとも２つの外部接続端子を有する機構デバイス１０７を、基板１０１の一定方向に配置して実装する機構デバイスの実装方法であって、機構デバイス１０７を実装する位置に合わせて各外部接続端子と配線とを電気的に接続するためのはんだ付けパット１０４、１０５を、平板の基板１０１の両面にそれぞれ設ける工程と、機構デバイス１０７の大きさに合わせて、基板に貫通穴又は開口部分によるデバイス搭載エリアを形成する工程と、貫通穴又は開口部分の側壁部分に機構デバイス１０７を載置する工程と、載置した機構デバイス１０７をはんだ１０８で固定する工程とを有するものである。【選択図】図２
2010108686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの外部接続端子を有する複数の機構デバイスを実装する機構デバイスの実装方法であって、
各機構デバイスを実装する位置に合わせて各外部接続端子と配線とを電気的に接続するための固定パットを、平板の基板の両面にそれぞれ設け、また、実装する前記各機構デバイスの大きさに合わせて、前記基板に貫通穴又は開口部をデバイス搭載エリアとして形成する工程と、
前記貫通穴又は前記開口部の側壁部分に前記各機構デバイスを載置し、はんだで固定する工程と
を有することを特徴とする機構デバイスの実装方法。
【請求項２】
磁力によりスイッチのオン又はオフを行う磁気駆動型スイッチを、前記機構デバイスとして前記基板に実装することを特徴とする請求項１記載の機構デバイスの実装方法。
【請求項３】
少なくとも２つの外部接続端子を有する機構デバイスを、基板の一定方向に配置して実装するための平板の機構デバイス実装基板であって、
前記機構デバイスを実装する位置に合わせて平板の両面にそれぞれ設けられ、はんだを介して各外部接続端子と配線とを電気的に接続するための固定パットと、
前記機構デバイスの大きさに合わせて形成され、側壁部分に前記前記機構デバイスを載置する貫通穴又は開口部であるデバイス搭載エリアと
を備えることを特徴とする機構デバイス実装基板。
【請求項４】
磁力によりスイッチのオン又はオフを行う磁気駆動型スイッチを、前記機構デバイスとして実装することを特徴とする請求項１記載の機構デバイス実装基板。
【請求項５】
円筒形マグネットが発生するにより前記機構デバイスに磁力を与え、前記機構デバイスは、前記円筒形マグネットの内径より小さいことを特徴とする請求項４記載の機構デバイス実装基板。
【請求項６】
前記平板の少なくとも一方の面に設けた固定パットの少なくとも２以上を電気的に接続する配線をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の機構デバイス実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば機構デバイス（機能部品）を基板に実装する実装方法等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、通常、微細加工により作製したマイクロマシンとなる機構デバイスを実装する場合、配線を施した基板上に機構デバイスを有するパッケージをはんだ付けする。このとき、機構デバイスを有するパッケージを基板の片面側に実装するのが一般的である（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２５０４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、場合によっては、複数の機構デバイスを積層させて用いる場合がある。上述のような基板への実装を行った場合、機構デバイスを実装した基板を１つずつ積層させることになる。このため、積層した基板間を部材を用いて固定する必要がある。また、各基板は少なくとも機構デバイスの厚さの分だけ離れている等のため、各基板を電気的に結線するのは困難である。
【０００４】
そこで、例えば複数の機構デバイスを積層した回路を形成する場合に、より簡単に機構デバイスを実装することができる実装方法等の実現が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る機構デバイスの実装方法は、少なくとも２つの外部接続端子を有する複数の機構デバイスを実装する機構デバイスの実装方法であって、各機構デバイスを実装する位置に合わせて各外部接続端子と配線とを電気的に接続するための固定パットを、平板の基板の両面にそれぞれ設け、また、実装する各機構デバイスの大きさに合わせて、基板に貫通穴又は開口部分を形成する工程と、貫通穴又は開口部分の側壁部分に各機構デバイスを載置し、はんだで固定する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、少なくとも２つの外部接続端子を有する機構デバイスを実装する際、平板の両面に各外部接続端子をはんだで接続するための固定パットを設け、基板に貫通穴又は開口部をデバイス搭載エリアとして形成し、その側壁部分に機構デバイスを載置して、はんだで固定するようにしたので、例えば、複数の機構デバイスを積層する形で配列させて実装する場合に、１つの基板に複数の機構デバイスを実装することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る駆動デバイスを実装する駆動デバイス実装基板１０１（以下、基板１０１という）を表す図である。図１において、基板１０１は、後述する複数の機構デバイス１０７を実装するための配線板（平板）である。
【０００８】
図２は実施の形態１に係る機構デバイス１０７を実装した基板１０１を表す図である。本実施の形態の基板１０１の厚さ（最も薄い部分の距離）については、厚さ方向において、実装する機構デバイス１０７を載置できるだけの長さを有している。ここで、載置できる長さについては特に限定しないが、機構デバイス１０７が２つ有する外部電極端子とはんだ付けパット１０４、１０５とをはんだ１０８で電気的に接続し、かつ、はんだ１０８により機構デバイス１０７を固定できるような長さとする。
【０００９】
基板１０１には、実装する１又は複数の機構デバイス１０７の厚さ（高さ）に合わせて、デバイス搭載エリア１０６となる１以上の開口部を有している。開口部においては、表面及び裏面以外の面（以下、側面という）の１つを開口している。図１では基板１０１に５つの開口部を形成することで、５箇所のデバイス搭載エリア１０６を設けている。そして、開口部の側壁部分に機構デバイス１０７を載置し、実装する。
【００１０】
また、基板１０１の一方の面（厚さ方向を含まない平面、以下、表面という）には、共通配線１０２を設けている。また、共通配線１０２と実装した機構デバイス１０７とを電気的に接続させる固定パットとなるはんだ付けパット１０４が接続されている。はんだ付けパット１０４により、はんだ１０８の付き具合をよくし、機構デバイス１０７の固定及びはんだ１０８を介した導電性を維持する。各はんだ付けパット１０４を共通配線１０２で接続することで、各機構デバイス１０７の外部電極端子を結線することができる。ここで、本実施の形態では、共通配線１０２及びはんだ付けパット１０４は、プリント（印刷）により、基板１０１に設けるものとする。
【００１１】
さらに基板１０１の他方の面（表面の反対の面。以下、裏面という）には、デバイス搭載エリア１０６に載置する機構デバイス１０７に合わせて個別配線１０３を設けている。そして、裏面にも、各個別配線１０３と機構デバイス１０７とを電気的に接続させるためのはんだ付けパット１０５を付している。各個別配線１０３及びはんだ付けパット１０５についてもプリントにより基板１０１に設ける。そして、共通配線１０２、個別配線１０３は、さらにリード線、コネクタ等と接続することで、基板１０１外に配線が引き出されることになる。はんだ１０８は、載置した機構デバイス１０７を基板１０１に固定すると共に、共通配線１０２又は各個別配線１０３と機構デバイス１０７とを電気的に接続する。ここで、本実施の形態では、表面は共通配線１０２とし、裏面を個別配線としているが、回路構成に応じて基板１０１のそれぞれの面内における結線パターンを異ならせるようにしてもよい。
【００１２】
図３は実施の形態１の基板１０１に機構デバイス１０７を実装した駆動装置の一例を表す図である。図３（ａ）は磁気駆動型スイッチを表す図である。ここでは、駆動装置において被駆動手段として機能する機構デバイス１０７として磁気駆動型スイッチについて説明する。図３（ａ）において、磁気駆動型スイッチはパッケージ５に下部電極７及び素子電極２を形成している。下部電極７及び素子電極２は、それぞれパッケージ５に設けたスルーホール配線３により、外部電極端子４と接続している。外部電極端子４は、上述したように、はんだ１０８によりはんだ付けパット１０４、１０５（共通配線１０２、個別配線１０３）と電気的に接続されている。
【００１３】
また、素子電極２に一端を固定した片持ち梁となる梁６を有しており、梁６の他端は力が加わることで上下に可動できる。ここで、本実施の形態では、梁６は磁気吸引力で変位し、梁６が有するバネ性（弾性）の復元力により元の位置に戻るものとする。また、梁６は導電性を有している。そして、梁６には、外部磁界によって磁化され、磁極が発生する梁部磁性体８を設けている。また、下部電極７にも下部電極磁性体９を設けている。
【００１４】
図３（ｂ）は、駆動装置の動作に係る一例を表す図である。駆動装置において、磁気駆動型スイッチを駆動させるための駆動手段となる、磁界を生じさせる磁石には、例えばマグネット（永久磁石）、電磁石等がある。本実施の形態では円筒形マグネット１０９であるものとする。円筒形マグネット１０９は、端面からの距離に応じて磁界による磁力の強さが異なり、端面に近いほど磁力が強くなる。図３（ｂ）では円筒形マグネット１０９による磁界発生により生じた磁力を磁力線１１０として表している。
【００１５】
そして、磁力により、梁部磁性体８と下部電極磁性体９との間に磁気吸引力が発生する。磁気吸引力が、梁６が有する弾性力よりも強くなると、梁６の他端が下方に変位する。そして、梁６の他端が下部電極７と接触すると、素子電極２と下部電極７との間が電気的に導通してスイッチがオン状態となる。
【００１６】
一方、スイッチオンの状態において、円筒形マグネット１０９による磁気吸引力が弱まると、梁６が元の状態に戻ろうとする力（復元力）の方が大きくなる。このため、梁６の他端が下部電極７から離脱し、電気的な接続がなくなることでスイッチがオフ状態となる。
【００１７】
本実施の形態では、基板１０１に、５個の機構デバイス１０７を連続して配置している。円筒形マグネット１０９を、機構デバイス１０７とを実装した基板１０１に対して相対的に移動させていくと、各機構デバイス１０７に対する磁力が変化していく。このため、梁部磁性体８と下部電極磁性体９との間の磁気吸引力が大きくなった機構デバイス１０７から順次、スイッチがオン状態になっていく。
【００１８】
例えば、基板１０１と適切な磁石とを組み合わせて駆動装置を構成することで、例えば、機構デバイス１０７の高さの約２倍の距離の間隔で機構デバイス１０７を積層配置することができる。そのため、２ｍｍ程度の分解能で各機構デバイス１０７におけるスイッチの切換が可能となる。また、このとき、磁石１０９である円筒形マグネットの内径（直径）も３ｍｍ程度の大きさで装置に必要な機能を実現することができる。このため、回路、装置の小型化をはかることができる。
【００１９】
以上のように第１の実施の形態の基板１０１によれば、複数の機構デバイス１０７を積層する形で実装する際、平板の両面にはんだ１０８で接続するためのはんだ付けパット１０４、１０５を設け、基板１０１に開口部によるデバイス搭載エリア１０６を設け、その側壁部分に機構デバイス１０７をはんだで固定して実装するようにしたので、１つの基板１０１に複数の機構デバイス１０７を実装することができる。特に、複数の機構デバイス１０７を１枚の基板で積層させることができるため、基板１０１に共通配線１０２を設けることで、機構デバイス１０７間を電気的に接続することが容易になる。また、１つの基板に効率よく機構デバイス１０７を積層して実装することができるため、回路の小型化を図ることができる。また、回路の小型化により、例えば磁気駆動型スイッチの分解能も小さくなり、これにより磁石も小型化できることになるため、装置全体としても小型化できる。そして、基板の一側面を開口させた開口部をデバイス搭載エリア１０６としているため、例えば、機構デバイス１０７が３以上の外部電極端子を有している場合に、はんだ付けパット１０４、１０５と接続する以外の外部電極端子について、配線との接続を行いやすくなる。
【００２０】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２に係る機構デバイス１０７を実装した基板１０１Ａを表す図である。本実施の形態の基板１０１Ａは、実装する機構デバイス１０７の高さ（厚さ）方向の断面形状に合わせた貫通穴を形成し、デバイス搭載エリア１０６とするものである。
【００２１】
実施の形態１では、基板１０１の一側面を開口した開口部をデバイス搭載エリア１０６としている。デバイス搭載エリア１０６をさらに規定することで、例えば、実装作業において機構デバイス１０７を載置する際、はんだ１０８で固定する前の機構デバイス１０７を安定した状態で基板１０１に載置させておくことができる。そのため、本実施の形態の基板１０１Ａは、表面から裏面に至る貫通穴をデバイス搭載エリア１０６とし、実施の形態１の開口部と比較して、壁面を１つ増やすようにする。駆動装置としての動作等、その他の部分については、実施の形態１と同様である。
【００２２】
以上のように、実施の形態２の基板１０１Ａによれば、デバイス搭載エリア１０６を貫通穴とすることで、デバイス搭載エリア１０６における壁面の数を増やし、実装の作業を行う際、はんだ１０８で固定するまでの間、機構デバイス１０７を安定して基板１０１に載置させておくことができるので、作業性を高め、作業効率をよくすることができる。
【００２３】
実施の形態３．
上述の実施の形態では、機構デバイス１０７の外部電極端子を２つとしているが、３以上の外部電極端子を有する機構デバイス１０７においても適用し、利便性を高めることができる。この場合には、表面、裏面に、外部電極端子の数に合わせてはんだ付けパットを設ける。また、上述の実施の形態では、機構デバイス１０７が磁気駆動型スイッチであるものとしているが、他のマイクロマシンでも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る駆動デバイスを実装する基板１０１を表す図である。
【図２】実施の形態２に係る機構デバイス１０７を実装した基板１０１を表す図である。
【図３】実施の形態１の基板１０１に機構デバイス１０７を実装した駆動装置の一例を表す図である。
【図４】実施の形態２に係る機構デバイス１０７を実装した基板１０１Ａを表す図である。
【符号の説明】
【００２５】
２  素子電極
３  スルーホール配線
４  外部電極端子
５  パッケージ
６  梁
７  下部電極
８  梁部磁性体
９  下部電極磁性体
１０１、１０１Ａ  基板
１０２  共通配線
１０３  個別配線
１０４、１０５  はんだ付けパット
１０６  デバイス搭載エリア
１０７  機構デバイス
１０８  はんだ
１０９  円筒形マグネット
１１０  磁力線
【図１】
2010108686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010108686.tif 000006